JPS6298748A - 多層配線の接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多層配線構造の半導体集積回路における多層
配線の接続方法、特に眉間絶縁膜を挾んで重なり合う配
線間の接続方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の接続方法は、第１の材料による第１の配
線パターンを形成した後、気相成長法等によって二酸化
シリコン・窒化シリコン等の層間絶縁膜を全面に被着し
、次に写真蝕刻法によって該層間絶縁膜にスルーホール
を設けて第１の配線パターンの表面を露出させた後フォ
トレジスト膜を除去し、しかる後スパッタ法あるいは蒸
着法によって全面に第２の配線材料を被着させ、再び写
真蝕刻法によって該スルーホールを覆う第２の材料によ
る第２の配線パターンを形成するというのが一般的であ
った。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の多層配線の接続方法は、次の様な欠点■
■■があった。

■　スルーホール凹部および側面を第２の配線パターン
が這うことと、第２の配線材料を基板上へ被着する方法
がスパッタや蒸着法で行なわれることとの為、スルーホ
ール凹部および側面に被着する配線材料の膜厚は、層間
絶縁膜表面の平坦部の膜厚と比べ極端に薄くなる。一方
、第２の配線で電源線を形成させるなど一本の第２の配
線に多くの第１の配線が芋する式に接続される場合、エ
レクトロマイグレーションによる第２の配線の切断を考
慮すると、第２の配線の断面積は、ある限界面積以上で
なければならない。断面にスルーホールを含む第２の配
線の断面積は、上記理由により断面にスルーホールを、
肩しない同線幅の第２の配線のものよりも小さい。従っ
て、断面にスルーホールを含む第２の配線の線幅はスル
ーホールを有しない配線の線幅よりも大きくする必要が
あり、高集積度の半導体集積回路を実現しにくい。

■　層間絶縁膜にスルーホールを設けた後、第２の配線
パターンを形成していた為、スルーホールを形成するエ
ツチング工程においてフォトレジスト膜に生じたピンホ
ールにより層間絶縁膜に異常開孔が形成され、第、ｌの
配線と第２の配。

線が短絡し半導体集積回路の歩留りが低下する。

■　配線工程以前のパターンニング形状を共通とし、配
線工程以降を品種毎にパターンニングするマスタースラ
イス方式の半導体集積回路やマスクＲＯＭの製造工期が
長くなる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、基板上に第１の材料による第１の配線パター
ンを形成した後、絶縁膜を全面に被着させる工程と、第
１の配線パターンの連続する二つの部分ＰおよびＰのう
ち部分Ｐを覆い・部分Ｐを覆わない様、第２の材料から
なる第２の配線パターンを該絶縁膜上に形成する工程と
、写真蝕刻によってレジスト膜に該部分ＰおよびＰにま
たがる開孔パターンを設ける工程と、第２の配線パター
ンと該レジスト膜をマスクとして該絶縁膜にスルーホー
ルを設けて第１の配線パターンの表面を露出させる工程
と、全面に第３の材料を被着させた後、リフトオフ法に
よって該レジスト膜上に被着した第３の材料およびレジ
スト膜を除去し、第３の材料を介して第１および第２の
配線パターンを電気的に接続する工程とを含むことを特
徴とする多Ｉ−配線の接続方法である。

〔実施例〕

第１図（ａ）、　（ｂ）は、本発明の一実施例の平面図
およびｘ−ｘ’線断面図である。第１図中、番号１〜５
は、夫々、半導体素子を内蔵する基板、厚さ０．５μｍ
のアルミニウムによる第ｌの配線、プラズマ気相成長法
による厚さ１０μｍの７化シリコン膜、厚さ０．８μｍ
のアルミニュームによる第２の配線、厚さ０．２μｍの
アルミニュームによる第３の配線である。

本発明の特徴を、本発明の一実施例の製造工程フローを
用いて更に詳しく説明する。

バイポーラトランジスタ等の半導体素子を内蔵する基板
ｌの表面に、従来からの方法で厚さ０．５μｍのアルミ
ニュームによる第１の配？ｆＭ２を形成し、しかる後プ
ラズマ気相成長法によって厚さ１．０μｍの窒化シリコ
ン膜３を全面に被着し、次にスパッタ法によって厚さ０
．８μｍのアルミニュームを全面に被着させた後、写真
蝕刻法によって第２の配線パターン４を形成する（第２
図（ａ））、このとき、第１の配線パターンと接続した
い場所にある第２の配線パターンは、第１の配線パター
ン２の連続する二つの部分ＰおよびＰのうち部分Ｐを覆
い、部分Ｐを覆わない様にする（第２図（ｂ））。

次に写真蝕刻によって、レジストｐＡ６に該部分Ｐおよ
びＰにまたがる開孔パターン７を設しナた後、第２の配
線パターン４およびレジスト膜７をマスクとして平行平
板型のプラズマエツチング装置によって窒化シリコン膜
３を除去しスルーホール８を設け、第１の配線パターン
の表面を露出させる（第３図（ａ）、　（ｂ）　）。

次にレジスト膜６を残したままスパッタ法によって全面
に厚さ０．２μｍのアルミニューム膜を被着させた後、
リフトオフ法によってレジスト、に上に被着したアルミ
ニューム膜およびレジスト膜６を除去すれば、第１．１
′図に示した様に厚さ０．２μｍのアルミニューム配線
５を介して第１および第２の配線パターンを電気的に接
続される。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明は、スルーホールを設ける前に
第２の配線、パターンを形成することＫより、第２の配
線パターンがスルーホール凹部を這うことが無い。従っ
てアルミマイグレーションを考慮した場合、第２の配線
パターンの線幅を従来のものより狭くすることが出来、
従来よりより高集積度の半導体集積回路を実現できる。

また、眉間絶縁膜にスルーホールを設ける以前に第２の
配線パターンを形成している為、眉間絶縁膜にスルーホ
ールを設ける工程で生じる異常開孔により第１および第
２の配線が短絡し歩留りが低下するということが無くな
る。更に同上の理由によって、マスタースライス方式の
半導体集積回路やマスクＲＯＭの工期短縮効果がある。

冑、前述の実施例では、第１および第２の配線パターン
４は、第２の配線パターンの両側面でアルミニューム配
線５を介して接続されているが、レジスト開孔７の大き
さを変ることによって第２の配線パターンの片側面だけ
で接続可能である。

また、実施例では配線パターンの層数は二つであったが
第１図の製造工程後、再びプラズマ気相成長による第２
の窒化シリコン膜を全面に被着し、しかる後同膜上に第
４の配線パターンを形成するという風にして繰返すこと
によって配線パターンの数に関係なく本発明が適用可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）ないし第３図（ａｌ、　（ｂ）
は、本発明の一実施例の製造工程フローを説明する為の
夫々平面図およびｘ−ｘ’線断面図である。 ｌ・・・・・・基板、２・・・・・・第１のアルミニュ
ーム配線、３・・・・・・窒化シリコン膜、４・・・・
・・第２のアルミニューム配線、５・・・・・・第３の
アルミニー−ム配線、６・・・・・・フォトレジスト膜
、７・・・・・・レジスト膜の開孔、８・・・・・・ス
ルーホール。 α０　　　　　　　（ｂ） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に第１の材料による第１の配線パターンを形成し
   た後、全面に絶縁膜を被着させる工程と、第１の配線パ
   ターンで連続する第１および第２の部分のうち第１部分
   を覆い第２の部分を覆わない様第２の材料からなる第２
   の配線パターンを該絶縁膜上に形成する工程と、写真蝕
   刻によってレジスト膜に該第１および第２の部分にまた
   がる開孔パターンを設ける工程と、第２の配線パターン
   と該レジスト膜をマスクとして該絶縁膜にスルーホール
   を設けて第１の配線パターンの表面を露出させる工程と
   、全面に第３の材料を被着させた後、リフトオフ法によ
   って該レジスト膜上に被着した第３の材料および該レジ
   スト膜を除去し、第３の材料を介して第１および第２の
   配線パターンを電気的に接続する工程とを含むことを特
   徴とする多層配線の接続方法。